Cela ressemble à de la magie, mais cela fonctionne: la glace devient de la chaleur. Pas seulement un peu, mais tellement que le chauffe-glace peut chauffer une maison entière. Un réservoir d'eau est enterré dans le sol, une pompe à chaleur eau glycolée extrait tellement d'énergie de l'eau qu'elle gèle. C'est ainsi que se crée l'énergie thermique. En savoir plus sur la fonction du chauffe-glace, si cela en vaut la peine et ce qu'il en coûte.
Générer de l'énergie à partir d'un froid glacial? Cela fonctionne avec un chauffe-glace!
Comment fonctionne un chauffe-glace?
Un chauffe-glace à accumulation se compose de deux composants principaux: un système de stockage de glace et une pompe à chaleur eau glycolée. La pompe à chaleur eau glycolée est généralement connue en relation avec le forage de terre ou les collecteurs de surface. Lors du forage dans le sol, la saumure absorbe l'énergie du sol et la transfère à l'eau de source d'énergie dans la pompe à chaleur. Un principe similaire est utilisé en combinaison avec un banc de glace. Ceci est basé sur le principe de la chaleur de cristallisation ou de solidification: lorsque l'eau gèle, de l'énergie est libérée.
Dans le jardin - complètement inaperçu - il y a le banc de glace pour le chauffage du banc de glace et génère de l'énergie pour Your-Best-Home.net.
La condition préalable la plus importante pour le chauffage de stockage de glace est le stockage de glace qui donne son nom. Il s'agit d'une citerne en béton non isolée qui est enterrée dans le sol - sous la ligne de gel. À l'intérieur de la citerne, il y a deux tuyaux en forme de spirale à travers lesquels la saumure liquide antigel est introduite. L'un des serpentins est l'échangeur de chaleur d'extraction, l'autre l'échangeur de chaleur de régénération. De plus, toute la banquise est remplie d'eau à l'état liquide.
Production d'énergie
L'énergie est soutirée de l'eau liquide via l'échangeur de chaleur d'extraction jusqu'à ce qu'elle gèle (principe de cristallisation). Comme l'eau se dilate lorsqu'elle gèle (exemple le plus connu: des bouteilles d'eau qui explosent dans le congélateur), les spirales sont disposées de manière à ce que l'eau gèle de l'intérieur et que la citerne ne soit pas endommagée. Pendant le soi-disant changement de phase, c'est-à-dire le changement de l'état physique de l'eau du liquide à la glace, autant d'énergie est libérée que nécessaire pour chauffer l'eau de 0 à 80 degrés. Pour mieux vous imaginer: un banc de glace d'un volume de 10 mètres cubes génère la même quantité d'énergie qu'environ 110 litres de mazout.
Chauffage efficace
L'énergie qui est maintenant obtenue à partir de l'eau est injectée dans la pompe à chaleur via la saumure et y est utilisée pour la préparation d'eau chaude et le chauffage de la pièce. Les pompes à chaleur eau glycolée sont très efficaces avec un coefficient de performance annuel d'environ 4,5. Vous générez 4,5 kilowattheures d'énergie dans la maison à partir de 1 kilowattheure d'énergie provenant de la saumure.
Décongeler la glace
Dehors, l'eau gelée de la citerne dégèle à nouveau et est prête à dégager à nouveau de l'énergie. La décongélation a lieu soit complètement par elle-même, le sol environnant dégageant de la chaleur vers la glace à travers la paroi de la citerne, soit avec le support de l'échangeur de chaleur de régénération. Grâce à cela, par exemple, l'énergie de l'air ambiant chaud peut être introduite dans le réservoir de glace, ce qui accélère la décongélation de la glace. Les absorbeurs d'air solaires sont une alternative à l'air ambiant chaud. Ce sont des capteurs solaires qui absorbent l'énergie solaire en plus de l'air ambiant et l'introduisent dans l'échangeur de chaleur de régénération. Plus la glace dégèle rapidement, plus tôt le processus de production d'énergie peut recommencer.
1 = pompe à chaleur eau glycolée, 2 = stockage de glace, 3 = absorbeur d'air solaire. Ensemble, les trois composants aboutissent à un système efficace de chauffage d'une maison.
Chauffe-accumulateur de glace: les différentes variantes
Comme décrit ci-dessus, la majeure partie de l'énergie est transférée à la saumure et donc à la pompe à chaleur lorsque l'eau du réservoir de stockage change de phase. Cela suppose que le contenu de la mémoire est rempli de quelque chose capable de changer son état global. L'eau est le milieu le plus courant ici, mais il existe également d'autres «matériaux à changement de phase», c'est-à-dire des matériaux à changement de phase. L'avantage d'utiliser un matériau différent est qu'il peut avoir un volume plus petit par rapport à l'eau et la plus petite capacité de stockage associée avec le même rendement énergétique.
En fonction du type de stockage de chaleur et du support de stockage, on distingue trois types de stockage: sensible, latent et thermochimique.
- Sensible: si de la chaleur est fournie, la température du support de stockage augmente.
- latent: Le milieu devient généralement liquide ou solide lorsque la chaleur est fournie.
- thermochimique: de l' eau est ajoutée ou retirée du matériau de stockage.
| Type de stockage | Besoin d'espace | Support de stockage | Température de travail | Densité d'énergie |
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Sensible: | haute |
l'eau béton |
en dessous de 100 ° C 0 à 500 ° C |
environ 60 kWh / m³ environ 30 kWh / m³ |
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Latent: | haute |
Eau glacée Hydrate de sel paraffine |
0 à 20 ° C 30 à 80 ° C 10 à 60 ° C |
Eau: environ 20 kWh / m³. jusqu'à environ 120 kWh / m³ jusqu'à environ 120 kWh / m³ |
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Thermochimie: | faible |
Hydrure métallique Gel de silice Zéolite |
280 à 500 ° C 40 à 100 ° C 100 à 300 ° C |
jusqu'à environ 500 kWh / m³ jusqu'à environ 300 kWh / m³ jusqu'à environ 500 kWh / m³ |
Avantages du chauffage par accumulation de glace
- Utilisation d'énergie gratuite: chaleur ambiante, géothermie et énergie de cristallisation
- température constante dans le sol - cela permet un processus de génération de chaleur permanent et économique
- technologie respectueuse de l'environnement avec des matières premières régénératives (idéale pour la construction durable)
- peu d'entretien (seule la pompe à chaleur nécessite un entretien)
- refroidissement passif possible en été
- Aucun permis de forage requis (par rapport à une pompe à chaleur eau glycolée avec sonde géothermique)
Inconvénients du chauffe-glace
- exigences élevées d'espace externe pour le réservoir de stockage
- Coûts d'acquisition élevés
Voici à quoi cela ressemble à l'intérieur d'un banc de glace: la saumure traverse les tuyaux, puisant la chaleur de l'eau.
Quels sont les coûts d'un chauffe-glace?
Les coûts de fonctionnement d'un chauffe-eau à accumulation de glace sont très gérables - ils ne s'appliquent qu'à la pompe à chaleur eau glycolée. Ici, vous pouvez vous attendre à environ 22 cents le kilowattheure, sur la base du tarif réduit de la pompe à chaleur. Les coûts d'acquisition sont cependant beaucoup plus élevés. Une pompe à chaleur eau glycolée est disponible à partir d'environ 8 000 euros, installation comprise. Le magasin de glace coûte environ 10 000 euros. En fonction de la taille du volume, il sera d'autant plus cher. Un troisième facteur majeur est le terrassement externe de l'installation de stockage. Selon la nature du sol, cela commence à environ 5000 euros, mais les coûts peuvent aussi être de l'ordre de cinq chiffres.
Comparez l'efficacité et les coûts du chauffage à accumulation de glace avec d'autres types de chauffage dans notre aperçu du chauffage compact.
Ce chauffe-glace a fourni de l'énergie au State Garden Show 2018 de Lahr.
Particularités lors de l'installation du chauffe-glace
Chauffage à accumulation de glace pour une maison
La condition préalable la plus importante pour le chauffage du stockage de glace: suffisamment d'espace à l'extérieur pour le stockage. Il faut également s'assurer que la zone au-dessus de la banquise ne doit pas être recouverte. Il faut également être conscient du fait que lorsque la glace dégèle, le sol autour du réservoir de stockage devient plus froid car il cède sa chaleur au réservoir de stockage. Cela peut amener différentes plantes à pousser mieux ou moins bien.
L'espace normal de la pompe à chaleur est nécessaire dans le local technique pour la pompe à chaleur eau glycolée. Les systèmes avec tous les composants dans une tour hydraulique nécessitent juste un peu plus d'espace qu'un réfrigérateur. De plus, ils ont besoin de carottage vers l'extérieur pour que les tuyaux de saumure puissent être dirigés vers le magasin de glace. Le banc de glace n'étant recommandé qu'en conjonction avec une température de départ de chauffage basse, ce type de chauffage n'est pas adapté aux radiateurs. Un chauffage de surface, tel qu'un chauffage par le sol, est donc nécessaire.
Une pompe à chaleur à eau glycolée avec tour hydraulique, un composant important du chauffe-eau à accumulation de glace, est extrêmement peu encombrante.
Chauffage de stockage de glace pour une colonie ou une nouvelle zone de bâtiment
Les bancs de glace conviennent également à de nouvelles zones de développement ou à un immeuble résidentiel. À l'instar du chauffage local ou urbain, la construction d'un nouveau bâtiment s'accompagne de l'obligation d'utiliser le système de stockage de glace comme source d'énergie. Un énorme système de stockage de glace est créé pour tous les bâtiments ensemble et toutes les maisons connectées sont alimentées par l'énergie générée par la pompe à chaleur eau glycolée respective.
